Zamonaviy texnologiyalar dunyosida, yarimo'tkazgich shohdir. Bu mitti, murakkab chiplar smartfonlarimizdan tortib avtomobillarimiz va internetda ishlaydigan ma’lumotlar markazlarigacha bo‘lgan hamma narsani quvvatlantiradi. Ammo bu chiplarni yaratishga nima kuch beradi? Javob, ajablanarlisi shundaki gaz. Faqat hech qanday emas gaz, lekin yuqori toza gazlar tasavvur qilib bo'lmaydigan tozalik. Sanoat gazlariga ixtisoslashgan yetti ishlab chiqarish liniyasiga ega zavod egasi Allen sifatida men tozalikka bo'lgan talab qanday oshib ketganini o'z ko'zim bilan ko'rganman. Ushbu maqola Mark Shen kabi biznes yetakchilari uchun mo'ljallangan gaz yetkazib berish tizimi. Siz sifat va narxni tushunasiz, lekin bu bozorda chinakam yetakchilik qilish uchun siz nimani tushunishingiz kerak nima uchun. Biz murakkab dunyoni yo'q qilamiz yarimo'tkazgich ishlab chiqarish, oddiy so'zlar bilan tushuntirib, nima uchun bitta adashgan zarracha a ichida gaz oqim zavodga millionlab dollarga tushishi mumkin. Bu sizning tilingizda gapirish bo'yicha qo'llanma yarimo'tkazgich sanoati va ajralmas hamkorga aylanish.

Yarimo'tkazgich chipini yaratishda gaz qanday rol o'ynaydi?

Uning asosida, yarimo'tkazgich ishlab chiqarish yupqa diskda mikroskopik, ko'p qatlamli elektr zanjirlarini qurish jarayonidir. kremniy, sifatida tanilgan gofret. Tasavvur qiling, o‘lchami pochta markasidek bo‘lgan osmono‘par bino qurmoqchi bo‘lib, milliardlab xonalar va koridorlardan iborat. Bu biz gapiradigan miqyos. Bunga erishish uchun siz jismoniy vositalardan foydalana olmaysiz. Buning o'rniga, butun ishlab chiqarish jarayoni bir qator aniq kimyoviy reaksiyalarga tayanadi va bu reaksiyalar uchun asosiy vosita hisoblanadi gaz.

Gazlar bu zanjirlarni quradigan ko'rinmas qo'llar sifatida ishlaydi. Ular bir nechta muhim ishlarni bajaradilar. Ba'zilar kabi azot, kiruvchi reaktsiyalarni oldini olish, mukammal toza va barqaror muhitni yaratish. Boshqalar, texnologik gazlar sifatida tanilgan, haqiqiy qurilish bloklari yoki o'ymakor asboblardir. Masalan, aniq gaz turi Supero'tkazuvchilar materialning mikroskopik qatlamini joylashtirish uchun ishlatilishi mumkin, boshqasi gaz aniq ishlatiladi etch kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yo'lni hosil qilish uchun materialni olib tashlang. Har bir qadam, tozalashdan boshlab gofret Yakuniy tranzistorlarni qurish muayyan narsani o'z ichiga oladi gaz yoki gazlar aralashmasi. ning aniqligi gaz oqimi va uning kimyoviy tarkibi muvaffaqiyatga bevosita ta'sir qiladi chip ishlab chiqarish jarayon.

Nima uchun yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda tozalik juda muhim?

Kundalik hayotimizda ozgina chang yoki havoning ifloslanishi katta ish emas. Lekin ichida a yarimo'tkazgich ishlab chiqarish zavodi yoki "fab" - bu falokat. A asosida qurilayotgan komponentlar kremniy gofret ko'pincha nanometrlarda o'lchanadi - bu metrning milliarddan bir qismi. Buni taxmin qilish uchun, bitta odam sochining kengligi taxminan 75 000 nanometrni tashkil qiladi. Kichkina chang zarracha dunyoda siz hatto ko'rinmaydigan ulkan toshdir yarimo'tkazgich uydirma.

Shuning uchun poklik gazlarning yagona eng muhim xususiyatidir yarimo'tkazgichlarda qo'llaniladi ishlab chiqarish. Har qanday kiruvchi molekula - bu adashgan suv molekulasi, mayda metall bo'ladimi zarracha, yoki boshqacha gaz molekula - deb hisoblanadi nopoklik. Bu ifloslanish noziklikni butunlay buzishi mumkin kimyoviy reaksiya da sodir bo'lmoqda gofretning yuzasi. Bitta nopoklik kontaktlarning zanglashiga olib kelishi, qisqa tutashuvga olib kelishi yoki kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin yarimo'tkazgichning elektr xususiyatlari material. Chunki bitta gofret yuzlab yoki minglab individual chiplarni o'z ichiga olishi mumkin, bitta kichik xato katta moliyaviy yo'qotishlarga olib kelishi mumkin. Butun jarayon talab qiladi eng yuqori poklik darajasi umuman ishlash uchun.

Gazlardagi aralashmalar yarimo'tkazgich ishlab chiqarishni qanday buzadi?

Qachon an nopoklik jarayonda mavjud gaz, u "qotilga olib kelishi mumkin nuqson." Bu shunchaki kichik kamchilik emas, balki nuqson bu butun mikrochipni o'sha qismida ko'rsatadi gofret foydasiz. Keling, bu qanday sodir bo'lishini ko'rib chiqaylik. davomida yotqizish faza, bu erda yupqa plyonkalar qatlam qatlami qurilmoqda, kiruvchi zarracha yuzasiga tushishi mumkin. Keyingi qatlam tepaga yotqizilganda, u mikroskopik bo'shliq yoki bo'shliq hosil qiladi. Ushbu kamchilik elektr aloqasini buzishi yoki mo'ljallanmagan ulanishni yaratishi mumkin, bu esa qurilgan tranzistorni samarali ravishda yo'q qiladi.

Buning oqibatlari fab uchun halokatli. Muvaffaqiyatning asosiy ko'rsatkichi a yarimo'tkazgich fab - "hosildorlik" - bittadan ishlab chiqarilgan ishlaydigan chiplarning ulushi gofret. Kichkina tomchi bo'lsa ham Yo'l bering, 95% dan 90% gacha, millionlab dollar yo'qotilgan daromadni ko'rsatishi mumkin. Gaz aralashmalari kamaytirishning bevosita sababidir Yo'l bering. Shuning uchun yarimo'tkazgich ishlab chiqaruvchilari bilan ovora gazning tozaligi. Ular ishonch hosil qilishlari kerak gaz ularning ko'p milliard dollarlik vositalariga kirish mutlaqo bepul ifloslantiruvchi bu izdan chiqarishi mumkin yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish jarayoni. Bu mikroskopik aniqlik o'yini bo'lib, unda xatolik uchun joy yo'q.

Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan asosiy gazlar nima?

Ishda ishlatiladigan gazlar diapazoni yarimo'tkazgich sanoati juda katta, lekin ular odatda ikkita toifaga bo'linadi: quyma gazlar va maxsus gazlar.

• Ommaviy gazlar: Ular juda katta miqdorda qo'llaniladi va ishlab chiqarish muhitining asosini tashkil qiladi.

  • Azot (N₂): Bu ish kuchi. Ultra yuqori poklik Azot ishlab chiqarish asboblari ichida inert "atmosfera" yaratish uchun ishlatiladi. Bu kislorod, namlik va boshqa zarralarni tozalaydi, kiruvchi oksidlanishni oldini oladi yoki ifloslanish ning gofret.
  • Vodorod (H₂): Ko'pincha boshqa gazlar bilan birgalikda ishlatiladi, vodorod shubhasiz hal qiluvchi ahamiyatga ega yotqizish jarayonlar va tranzistor tuzilmalarini qurish uchun zarur bo'lgan yuqori aniq kimyoviy muhitlarni yaratish uchun.
  • Argon (Ar): Inert sifatida gaz, Argon purkash deb ataladigan jarayonda qo'llaniladi, bu erda u maqsadli materialni bombardimon qilish, atomlarni bo'shatib, so'ngra cho'kish uchun ishlatiladi. gofret. ni yaratishda ham foydalaniladi plazma ko'pchilikda etch jarayonlar.

• Maxsus gazlar: Bular murakkab, ko'pincha xavfli va yuqori darajada ishlab chiqilgan gazlar bo'lib, muayyan jarayon bosqichlari uchun ishlatiladi. Ular "faol" moddalardir.

  • Etchantlar: Xlor (Cl₂) va vodorod bromidi (HBr) kabi gazlar aniq o'yilgan yoki etch qatlamlariga naqsh soladi gofret.
  • Dopantlar: Arsin (AsH₃) va fosfin (PH₃) kabi gazlar o'ziga xos moddalarni qasddan kiritish uchun ishlatiladi. nopoklik ichiga kremniy uning elektr xususiyatlarini o'zgartirish uchun, tranzistorlar qanday boshqariladi.
  • Cho'kma gazlari: Silan (SiH₄) - bu manba sifatida ishlatiladigan klassik misol kremniy yupqa plyonkalarni yotqizish uchun.

Mark kabi xaridlar bo'yicha xodim uchun bu gazlarning barchasi bir-biridan farq qilsa-da, ular bitta umumiy talabga ega ekanligini bilish juda muhim: ekstremal poklik.

Cho'kma va etchingni oddiy so'zlar bilan tushuntira olasizmi?

Yarimo'tkazgich ishlab chiqarish yuzlab bosqichlarni o'z ichiga oladi, lekin ularning aksariyati ikkita asosiy jarayonning o'zgarishi: yotqizish va etch. Bularni oddiy so'zlar bilan tushunish rolini tushunish uchun kalit hisoblanadi gaz.

1. Depozit: Qatlamlarni qurish
O'ylab ko'ring yotqizish molekulalar bilan purkagich bilan bo'yash kabi. Maqsad, materialning ultra yupqa, mukammal bir xil qatlamini qo'shishdir kremniy gofret.

• Jarayon: Jarayon gaz (silan kabi) a bilan aralashtiriladi tashuvchi gaz (kabi azot yoki vodorod). Bu gaz keyin aralashmani o'z ichiga olgan kameraga kiritiladi gofret. A kimyoviy reaksiya tetiklanadi, ko'pincha issiqlik yoki a plazma, molekulalarning tashqaridan "cho'kishi" ga olib keladi gaz va qattiq hosil qiladi yupqa plyonka ustida gofretning yuzasi.
• Nima uchun poklik muhim: Agar ifloslantiruvchi moddalar bo'lsa zarracha ichida gaz oqim, bu sizning buzadigan amallar bo'yoqingizga kiruvchi changga o'xshaydi. U yangi qatlamga kiritilib, strukturani yaratadi nuqson. Agar keraksiz narsa bo'lsa gaz molekula, u noto'g'ri reaksiyaga kirishib, qatlamning kimyoviy tarkibini va elektr xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin.

2. Naqsh: Sxemalarni o‘ymakorligi
Qatlamni qurgandan so'ng, unga sxema naqshini o'yib qo'yishingiz kerak. Etch materialni tanlab olib tashlash jarayonidir.

• Jarayon: The gofret fotorezist deb ataladigan nurga sezgir material bilan qoplangan. Unga naqsh chizilgan (stencil kabi). Keyin ochiq joylar qattiqlashadi. The gofret keyin etchant bilan to'ldirilgan kameraga joylashtiriladi gaz (ftorga asoslangan birikma kabi). Bu gaz a ga quvvatlanadi plazma holat, uni yuqori reaktiv qiladi. The plazma bombardimon qiladi gofret, kimyoviy yo'l bilan materialni yeyish faqat stencil bilan himoyalanmagan joylarda.
• Nima uchun poklik muhim: Gazlardagi aralashmalar etching uchun ishlatiladigan reaktsiya tezligini o'zgartirishi mumkin. Bu sxemalarni juda keng, juda tor yoki umuman o'yib bo'lmasligiga olib kelishi mumkin. Metall zarracha nopoklik hatto blokirovka qilishi ham mumkin etch jarayonni bitta kichik nuqtada amalga oshirib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan keraksiz materialning "posti"ni qoldiradi.

Ultra yuqori gazning tozaligi qanday o'lchanadi va saqlanadi?

In global yarimo'tkazgich sanoati, "foiz" kabi standart tozalik o'lchovlari foydasiz. bilan shug'ullanamiz ifloslanish tushunish qiyin bo'lgan miqyosda. Poklik bilan o'lchanadi trillion uchun qismlar (ppt). Bu har bir kishi uchun degani trillion gaz molekulalar, faqat bitta yoki ikkita nopoklik molekulalari bo'lishi mumkin.

Ushbu darajaga erishish va tekshirish uchun gazning tozaligining murakkab tizimi gazni tozalash va tahlil qilish talab etiladi.

Fabrikamızda biz shunchaki ishlab chiqarmaymiz gaz; biz yashaymiz va nafas olamiz sifat nazorati. The gaz ta'minoti a uchun zanjir yarimo'tkazgich Fab to'g'ridan-to'g'ri foydalanish joyida o'rnatilgan maxsus tozalagichlarni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, rivojlangan gazni tahlil qilish uchun vositalar ishlatiladi real vaqtda monitoring. kabi texnikalar atmosfera bosimining ionlanish massasi spektrometriya (APIMS) amalga oshirishi mumkin nopoklikni aniqlash ning trillion qismi darajasiga tushirilishini ta'minlaydi uhp gaz (o'ta yuqori tozalik) jarayon vositasiga kirish mukammaldir.

Yuqori toza gaz yetkazib beruvchini nima ishonchli qiladi?

Yuk tashish kechikishlari va soxta sertifikatlar azobini boshidan kechirgan Mark kabi xaridlar boshlig'i uchun ishonchlilik hamma narsadir. Dunyoda yuqori toza yarimo'tkazgich gazlar, ishonchlilik uchta ustunga tayanadi: ishlab chiqarish izchilligi, sifat kafolati va logistika ekspertizasi.

1. Ishlab chiqarish barqarorligi: Ishonchli yetkazib beruvchi mustahkam va ortiqcha ishlab chiqarish imkoniyatlariga ega bo'lishi kerak. Masalan, fabrikamizning ettita ishlab chiqarish liniyasi biz buni ta'minlaydi yuqori talabni qondirish va bitta chiziqdagi muammo butun ishlab chiqarishimizni to'xtatmaydi. Bu ko'p milliard dollarni yopib qo'yishi mumkin bo'lgan ta'minotdagi uzilishlar xavfini kamaytiradi yarimo'tkazgich ajoyib.
2. Tasdiqlanadigan sifat kafolati: Sizda bor deb da'vo qilishning o'zi etarli emas yuqori toza gaz. Siz buni isbotlay olishingiz kerak. Bu eng zamonaviy tahliliy uskunalarga sarmoya kiritishni anglatadi nopoklikni aniqlash. Bu, shuningdek, har bir jo'natilishda shaffof, kuzatilishi mumkin bo'lgan tahlil sertifikatlarini (CoA) taqdim etishni anglatadi. Sertifikat firibgarligiga qarshi kurash ishonch va tekshirilishi mumkin bo'lgan ma'lumotlarga asoslangan uzoq muddatli munosabatlarni o'rnatishdan iborat.
3. Logistika ekspertizasi: Olish a korroziy gaz yoki Xitoydan AQShga kriogen suyuqlik oddiy emas. Buning uchun maxsus konteynerlar, xalqaro yuk tashish qoidalarini bilish va kechikishlarning oldini olish uchun puxta rejalashtirish kerak. Ishonchli yetkazib beruvchi bu faqat qutini jo'natish emasligini tushunadi; u global miqyosning muhim qismini boshqaradi yarimo'tkazgich yetkazib berish tizimi.

Quyma gaz va maxsus gaz o'rtasidagi farq nima?

O'rtasidagi farqni tushunish quyma gaz va maxsus gaz uchun manba qidirish bilan shug'ullanadigan har bir kishi uchun kalit hisoblanadi yarimo'tkazgich sanoati. Garchi ikkalasi ham ekstremal talab qiladi poklik, ularning ko'lami, ishlov berish va qo'llanilishi juda farq qiladi.

Ommaviy gazlar, kabi Ommaviy yuqori tozalikdagi maxsus gazlar, qarang azot kabi gazlar, kislorod, argon va vodorod. Ular fab muhitining asosidir. "Ommaviy" atamasi ishlatilgan katta miqdorlarni anglatadi. Ushbu gazlar ko'pincha o'z joyida yoki yaqin joyda ishlab chiqariladi va maxsus quvurlar orqali to'g'ridan-to'g'ri zavodning ichki taqsimlash tizimiga etkazib beriladi. Bu erda asosiy qiyinchiliklar saqlab qolishdir poklik keng tarqatish tarmoqlari orqali va uzluksiz, yuqori hajmli ta'minotni ta'minlash.

Maxsus gaz (yoki elektron gaz) ko'pincha ekzotik, reaktiv yoki xavfli gazlarning keng toifasiga ishora qiladi, masalan, etching va yotqizish. Masalan, silan, ammiak, bor trixlorid va azot triflorid. Ular alohida yuqori bosimli tsilindrlarda etkazib beriladi. Bilan qiyinchiliklar maxsus gaz ishlov berishda o'ta xavfsizlik, gaz aralashmalari uchun mukammal aralashmaning mustahkamligini ta'minlash va silindr ichidagi har qanday kimyoviy reaktsiyalarning oldini oladi. gaz sifati.

Yuqori toza yarimo'tkazgichli gazga talab qanday rivojlanmoqda?

The yarimo'tkazgich sanoati hech qachon bir joyda turmaydi. Mur qonuni, ya'ni chipdagi tranzistorlar soni taxminan har ikki yilda ikki baravar ko'payishini kuzatish fizika chegaralarini kengaytirishda davom etmoqda. Transistorlar qisqargan sari, ular eksponent ravishda sezgir bo'ladi ifloslanish. A zarracha hajmi besh yil oldin qabul qilingan bu "qotil" nuqson"bugun.

Kichikroq va kuchliroq chiplar uchun bu tinimsiz harakat, yanada yuqori darajadagi talabni anglatadi gazning tozaligi ortib bormoqda. Biz milliard boshiga qism oltin standarti bo'lgan dunyodan trillion boshiga qism eng kam kirish talabi bo'lgan dunyoga o'tmoqdamiz. ilg'or yarimo'tkazgich tugunlar. Bundan tashqari, 3D NAND va Gate-All-Around (GAA) tranzistorlari kabi yangi materiallar va chip arxitekturalari butunlay yangi portfelni talab qiladi. keyingi avlod gaz aralashmalar va prekursorlar. Sifatida gaz ishlab chiqaruvchilari, biz doimiy innovatsiyalar poygasidamiz, yangi tozalash texnologiyalari va analitik usullarni ishlab chiqamiz. global yarimo'tkazgich sanoati.

Xaridor sifatida qanday sifat sertifikatlarini izlashim kerak?

Yetkazib beruvchilar dunyosini kezish, ayniqsa texnik mahsulotlar bilan ishlashda qiyin bo'lishi mumkin. Sertifikatlar yetkazib beruvchining imkoniyatlari va sifatga sodiqligini muhim, uchinchi tomon tasdiqlashini ta'minlaydi. Manba olishda yuqori toza gazlar uchun yarimo'tkazgich sanoati, bu erda bir nechta narsalarni izlash kerak:

• ISO 9001: Bu sifat menejmenti tizimlari uchun asosiy sertifikatdir. Bu etkazib beruvchining ishlab chiqarish, tekshirish va etkazib berish uchun aniq belgilangan va takrorlanadigan jarayonlarga ega ekanligini ko'rsatadi.
• ISO/IEC 17025: Bu tanqidiy holat. Bu sinov va kalibrlash laboratoriyalarining malakasi uchun standartdir. Ushbu sertifikatga ega bo'lgan yetkazib beruvchi sizning tahlil sertifikatingizni yaratadigan o'z laboratoriyasi aniq va ishonchli ekanligini isbotladi.
• Kuzatiladigan tahlil: Har doim har bir silindr yoki partiya uchun tahlil sertifikatini (CoA) talab qiling. Ushbu sertifikat kritikning aniq darajasini batafsil ko'rsatishi kerak gaz tarkibidagi aralashmalar, kabi maxsus analitik usullar bilan o'lchanadi gaz xromatografiyasi yoki massa spektrometriyasi.

Mark kabi hal qiluvchi yetakchi sifatida, sizning eng yaxshi vositangiz tekshiriluvchi savollarni berishdir. Shunchaki so‘ramang: “Bu shundaymi? gaz sof?" Deb so'rang: "Uning toza ekanligini qanday isbotlaysiz? Laboratoriyangizning sertifikatini ko'rsating. Ko'pdan-lotga izchillikni ta'minlash jarayonini tushuntiring." Haqiqiy ekspert va ishonchli hamkor bu savollarga javob beradi va ishonchli, shaffof javoblarga ega bo'ladi.

Asosiy xulosalar

• Gaz - bu vosita: In yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish, gazlar faqat materiallar emas; ular mikroskopik sxemalarni qurish va o'yish uchun ishlatiladigan nozik asboblardir kremniy gofret.
• Poklik - hamma narsa: ning ko'lami chip ishlab chiqarish shunchalik kichikki, bitta keraksiz zarracha yoki nopoklik molekula qilish, bir chip halok mumkin ultra yuqori tozalik muzokaralar olib bo'lmaydigan talab.
• Hosildorlik - bu maqsad: ning asosiy ta'siri gazning ifloslanishi ishlab chiqarishning qisqarishi hisoblanadi Yo'l bering, bu to'g'ridan-to'g'ri millionlab dollar yo'qotilgan daromadni anglatadi yarimo'tkazgich fabrikalari.
• Ikki asosiy jarayon: Chip yaratishning ko'p bosqichlari ikkalasini ham o'z ichiga oladi yotqizish (qurilish qatlamlari) yoki etch (o'ymakorlik naqshlari), ikkalasi ham butunlay toza gazlarning aniq kimyoviy reaktsiyalariga bog'liq.
• Ishonchlilik asosiy hisoblanadi: Ishonchli yetkazib beruvchi yarimo'tkazgichli gaz bozor ishlab chiqarishning izchilligini, sertifikatlangan laboratoriyalar va ekspert logistika boshqaruvi orqali tekshiriladigan sifat kafolatini namoyish qilishi kerak.
• Kelajak pokroq: Yarimo'tkazgichlar takomillashgani sayin, ularning yanada yuqori darajalariga bo'lgan talab gazning tozaligi (trillion boshiga qismgacha) faqat o'sishda davom etadi.